JP2003056584A - Dynamic characteristics measurement device for ball bearing - Google Patents

Dynamic characteristics measurement device for ball bearing

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JP2003056584A
JP2003056584A JP2001245863A JP2001245863A JP2003056584A JP 2003056584 A JP2003056584 A JP 2003056584A JP 2001245863 A JP2001245863 A JP 2001245863A JP 2001245863 A JP2001245863 A JP 2001245863A JP 2003056584 A JP2003056584 A JP 2003056584A
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bearing
heat radiation
temperature
amount
cooling
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JP2001245863A
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Japanese (ja)
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Hirohisa Mihara
弘久 三原
Toru Takehara
徹 竹原
Kazutoshi Sakaguchi
和利 坂口
Yuji Shimomura
祐二 下村
Hiroshige Sakota
裕成 迫田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/525Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement device, capable of evaluating a bearing on thermal characteristics with high accuracy and ease, by controlling radiated amount with high accuracy and ease, and quantitatively considering the radiated amount. SOLUTION: This measurement device, measuring the characteristics of a bearing 103 to be tested, is provided with a line heater/cooler 133 for controlling the radiated amount of the bearing 103 to be tested, while the bearing 103 to be tested is operating. Continuous testing can be made, without the need for stopping the operation of the bearing 103 to be tested, in changing the radiating amount of the bearing 103 to be tested, as in a conventional technique; thus, testing efficiency can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動トルクなど転が
り軸受の動特性を測定できる測定装置の改良に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a measuring device capable of measuring dynamic characteristics of rolling bearings such as dynamic torque.

【0002】[0002]

【従来の技術】潤滑状態が良好な転がり軸受において
も、動作時にある程度の摩擦損失が発生するため、その
摩擦損失に応じた発熱により軸受の温度が上昇する。こ
こで、軸受温度は、諸性能(トルク、焼付、材料特性な
ど)を決定付ける重要な因子であり、発熱量と放熱量の
バランスから決定されるものである。発熱量は、軸受の
内部諸元や寸法、軸受名番、潤滑方法等により決定され
るが、放熱量は、軸受の放熱面積や環境温度、台座から
の放熱しやすさ等の環境条件により決まる。つまり軸受
の回転温度上昇試験を行う場合には、使用環境に応じた
放熱量を設定する必要がある。
2. Description of the Related Art Even in a rolling bearing having a good lubrication condition, some friction loss occurs during operation, so that the temperature of the bearing rises due to heat generation corresponding to the friction loss. Here, the bearing temperature is an important factor that determines various performances (torque, seizure, material characteristics, etc.), and is determined from the balance between the heat generation amount and the heat radiation amount. The heat generation amount is determined by the internal specifications and dimensions of the bearing, bearing name number, lubrication method, etc., but the heat radiation amount is determined by the heat dissipation area of the bearing, environmental temperature, environmental conditions such as heat dissipation from the pedestal. . In other words, when performing a bearing rotation temperature rise test, it is necessary to set the amount of heat radiation according to the operating environment.

【0003】軸受温度、軸受発熱量及び放熱量の関係を
定量的に把握することは、軸受の使用環境に応じた熱特
性を把握することに等しいので、軸受の設計に当たり極
めて重要な課題であるといえる。ここで、軸受内で発生
する熱と軸受座からの放熱が平衡状態の時、すなわち軸
受温度が安定している定常状態では、軸受発熱量は軸受
からの放熱量に等しくなる。従って、以下の式が成立す
る。 T×ω=Qr (1) ω=2πN/60 (2) Qr=qr×Ar (3) ただし、T:軸受摩擦トルク(N・m) ω:軸受角速度(rad/s) N:軸受回転速度(min−l) Qr:放熱量(W) qr:熱流密度(W/m) Ar:放熱面積(m)である。
Quantitatively grasping the relationship between the bearing temperature, the amount of heat generated by the bearing, and the amount of heat radiated is equivalent to grasping the thermal characteristics according to the operating environment of the bearing, which is an extremely important issue in designing the bearing. Can be said. Here, when the heat generated in the bearing and the heat radiation from the bearing seat are in an equilibrium state, that is, in a steady state in which the bearing temperature is stable, the heat generation amount of the bearing becomes equal to the heat radiation amount from the bearing. Therefore, the following formula is established. T × ω = Qr (1) ω = 2πN / 60 (2) Qr = qr × Ar (3) where T: bearing friction torque (N · m) ω: bearing angular velocity (rad / s) N: bearing rotational speed (min -l) qr: heat radiation amount (W) qr: heat flow density (W / m 2) Ar: a heat dissipation area (m 2).

【0004】(1)式において、左辺は軸受発熱量を示
している。Arは軸受形式とサイズから決定される定数
である。qrは放熱条件を決定する値である。(1)〜
(3)式より、軸受温度が安定した定常状態では、軸受
動トルクと回転速度が測定できれば軸受発熱量から放熱
量を求めることができる。従って、軸受放熱量を制御可
能な動トルク測定装置があれば、軸受発熱量、放熱量及
び軸受温度の関係が定量的に把握できることになる。こ
のような測定装置を用いることによる、例えば、 放熱量と軸受温度及び荷重がある決められた条件と
なる時の回転速度を評価すること、 放熱量と軸受温度及び回転速度がある決められた条
件となる時の荷重を評価すること、 放熱量と回転速度及び荷重がある決められた条件と
なる時の軸受温度を評価すること、 放熱量を一定にした時に、ある決められた軸受温度
に達する回転速度及び荷重条件を評価すること、 などを行えるので、放熱量を定量的に考慮した熱的な軸
受特性(温度、動トルク)を総合的に評価することがで
きる。
In the equation (1), the left side shows the heat value of the bearing. Ar is a constant determined from the bearing type and size. qr is a value that determines heat dissipation conditions. (1) ~
From the equation (3), in a steady state where the bearing temperature is stable, if the bearing dynamic torque and the rotation speed can be measured, the heat radiation amount can be obtained from the bearing heat generation amount. Therefore, if there is a dynamic torque measuring device capable of controlling the bearing heat radiation amount, the relationship between the bearing heat generation amount, the heat radiation amount and the bearing temperature can be quantitatively grasped. By using such a measuring device, for example, evaluate the rotation speed when the heat radiation amount, the bearing temperature, and the load have certain conditions, and the heat radiation amount, the bearing temperature, and the rotation speed have certain conditions. When the heat radiation amount is constant, the bearing temperature is evaluated when the heat radiation amount and the rotation speed and the load are under certain conditions. When the heat radiation amount is constant, a certain bearing temperature is reached. Since it is possible to evaluate the rotation speed and the load condition, it is possible to comprehensively evaluate the thermal bearing characteristics (temperature, dynamic torque) that quantitatively considers the heat radiation amount.

【0005】上記の評価については、例えば軸受
温度を焼付の危険性がある温度に設定するとか、材料の
焼き戻し温度に設定するなどして、測定装置を用いてこ
れらの温度に到達する回転速度や荷重条件を求めれば、
軸受の放熱条件を定量的に評価した軸受開発(すなわち
温度上昇しにくい軸受開発)を行うことができる。この
軸受温度は、軸受性能を決定づける温度であればどのよ
うな温度でも構わない。
Regarding the above-mentioned evaluation, for example, the bearing temperature is set to a temperature at which there is a risk of seizure or the tempering temperature of the material is set. And load conditions,
It is possible to develop a bearing that quantitatively evaluates the heat dissipation conditions of the bearing (that is, develop a bearing that is unlikely to rise in temperature). The bearing temperature may be any temperature as long as it determines the bearing performance.

【0006】上記(1)〜(3)式より、放熱量を定量
的に評価するには、放熱条件(q)や回転速度(ω)を
高精度に制御可能なことが必要となることがわかる。一
般的に回転速度制御は容易であるため、放熱条件の制御
をいかに行うかが、高精度な測定試験を行う上での重要
課題となる。
From the above equations (1) to (3), in order to quantitatively evaluate the heat radiation amount, it is necessary to be able to control the heat radiation condition (q) and the rotation speed (ω) with high accuracy. Recognize. In general, the rotation speed control is easy, so how to control the heat dissipation condition is an important issue in performing a highly accurate measurement test.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】温度制御可能な動トル
ク測定装置の従来例としては、例えば特開平1−244
332号などに開示されているが、これは、給油温度や
雰囲気温度を一定値に制御することを目的としており、
定量的な放熱量制御と軸受性能の関係を評価するための
技術とはいえない。
A conventional example of a dynamic torque measuring device capable of temperature control is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-244.
Although disclosed in No. 332, etc., this is intended to control the refueling temperature and the ambient temperature to a constant value,
It cannot be said to be a technique for evaluating the relationship between quantitative heat dissipation control and bearing performance.

【0008】放熱量制御を目的とした軸受動トルク試験
機の従来例を図1に示す。図1(a)は試験機の正面断
面図、図1(b)はその側面図である。図において、試
験軸1は、フレーム2に対して、供試軸受3〜6により
回転自在に支持されている。供試軸受3〜6を保持する
軸受ハウジング(以下、円盤型ハウジングという)3A
〜6Aは、軸受3〜6の幅に対応する厚さを有する円盤
形状をしている。
FIG. 1 shows a conventional example of a bearing dynamic torque tester for the purpose of controlling heat radiation. FIG. 1A is a front sectional view of the testing machine, and FIG. 1B is a side view thereof. In the figure, the test shaft 1 is rotatably supported by the test bearings 3 to 6 with respect to the frame 2. Bearing housing that holds the test bearings 3 to 6 (hereinafter referred to as a disk-shaped housing) 3A
6A has a disk shape having a thickness corresponding to the width of the bearings 3-6.

【0009】試験軸6は、カップリング7を介して駆動
軸8に連結されている。駆動軸8は、平ベルト9を介し
てモータ10の回転軸により回転駆動されるようになっ
ている。従って、モータ10の回転軸が回転すると、供
試軸受3〜6の内輪は、所定の回転速度で回転するよう
になっている。
The test shaft 6 is connected to a drive shaft 8 via a coupling 7. The drive shaft 8 is rotationally driven by a rotary shaft of a motor 10 via a flat belt 9. Therefore, when the rotation shaft of the motor 10 rotates, the inner rings of the test bearings 3 to 6 rotate at a predetermined rotation speed.

【0010】この試験装置では、直径を段階的に変化さ
せた円盤型ハウジング3A〜6Aを複数個(ここでは4
個)用意し、これを交換して放熱面積を変化させること
により供試軸受3〜6からの放熱条件(大径ハウジング
ほど放熱量大)を制御している。しかしながら、この方
法で供試軸受3〜6からの放熱量を制御するには、以下
の問題がある。 (1)放熱量制御については円盤型ハウジング3A〜6
Aを交換しながら行うため、目標とする放熱条件ヘの設
定に極めて手間のかかる作業が伴うことになる。そのた
め、試験に要する労力、時間が非常にかかる。 (2)直径を段階的に変化させた円盤型ハウジング3A
〜6Aを、試験条件・供試軸受が変わる毎に交換しなけ
ればならない。そのため、試験機の組立・分解および試
験に要する労力、時間が非常にかかる。 (3)放熱量制御のために直径を段階的に変化させた複
数個の円盤型ハウジング3A〜6Aを製作する必要があ
り、コストがかかる。 (4)放熱量制御が段階的にしか行えず、連続的に緻密
に行うことが難しい。高精度制御を行おうとすれば、直
径をわずかずつ変化させた円盤型ハウジング3A〜6A
を多量に用意する必要があり、逆に試験の手間を省くた
めに個々の円盤型ハウジング3A〜6Aの直径差を大き
くして、その数量を少なくすれば、試験精度をあげるこ
とができないという問題がある。
In this test apparatus, a plurality of disk-shaped housings 3A to 6A (in this case 4
Individual pieces) are prepared and exchanged to change the heat radiation area to control the heat radiation condition from the test bearings 3 to 6 (larger diameter housing has larger heat radiation amount). However, controlling the heat radiation amount from the test bearings 3 to 6 by this method has the following problems. (1) Disc-shaped housings 3A-6 for heat dissipation control
Since A is carried out while being exchanged, setting a target heat radiation condition requires an extremely troublesome work. Therefore, the labor and time required for the test are extremely long. (2) Disk type housing 3A whose diameter is changed stepwise
~ 6A must be replaced every time the test conditions / test bearing change. Therefore, the labor and time required for assembling / disassembling and testing the testing machine are extremely long. (3) It is necessary to manufacture a plurality of disk-shaped housings 3A to 6A whose diameters are changed stepwise in order to control the amount of heat radiation, which is costly. (4) It is difficult to control the amount of heat radiation only in stages, and it is difficult to perform it precisely in a continuous manner. For high-precision control, the disk-shaped housings 3A to 6A whose diameters are changed little by little
It is necessary to prepare a large amount, and conversely, in order to save the labor of the test, if the diameter difference of the individual disk housings 3A to 6A is increased and the number thereof is reduced, the test accuracy cannot be improved. There is.

【0011】そこで本発明では、放熱量を高精度かつ容
易に制御して、放熱量を定量的に考慮することで、軸受
の熱的特性評価を高精度かつ容易に行える測定装置を提
供することを目的としている。
Therefore, the present invention provides a measuring device capable of accurately and easily controlling the thermal characteristics of a bearing by controlling the heat radiation amount with high precision and ease and quantitatively considering the heat radiation amount. It is an object.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の測定装置は、軸
受の特性を測定する測定装置において、軸受を動作させ
ながら、軸受の放熱量を制御する制御手段を設けたこと
を特徴とする。
The measuring device of the present invention is characterized in that the measuring device for measuring the characteristics of the bearing is provided with control means for controlling the heat radiation amount of the bearing while operating the bearing.

【0013】[0013]

【作用】本発明の測定装置によれば、軸受の特性を測定
する測定装置において、軸受を動作させながら、軸受の
放熱量を制御する制御手段を設けたので、従来技術のご
とく、前記軸受の放熱量を変化させるにあたり、かかる
軸受の動作を停止させることなく連続的な試験が可能と
なり、試験効率を向上させることができる。
According to the measuring device of the present invention, the measuring device for measuring the characteristics of the bearing is provided with the control means for controlling the heat radiation amount of the bearing while operating the bearing. When changing the amount of heat radiation, it is possible to perform continuous tests without stopping the operation of such bearings, and it is possible to improve test efficiency.

【0014】更に、前記制御手段は、前記軸受の支持部
に、温度調整された流体を供給する供給源を有すると好
ましい。すなわち、本発明では、軸受の特性を測定する
測定装置において、軸受からの放熱量を高精度かつ容易
に制御するために、流体である液体(以下、便宜上冷却
液というが、冷却以外に加熱のためにも利用可能)を用
いることができる。前記制御手段としての温度調節器お
よびポンプなどを用いて温度、流量を制御した冷却液を
軸受外輪を支持する支持部としてのハウジング(又は間
座)内などに循環させることにより、軸受の放熱量を無
段階で連続的に変化させることができ、言い換えると高
精度かつ容易な放熱量制御が可能であり、従って軸受の
発熱量を定量的に考慮した熱的特性評価が可能である。
又、放熱量を冷却液で制御するため、一度測定装置を組
んだ後、放熱面積を変化させるためのハウジング交換が
必要なくなる。そのため測定装置の組立・分解および試
験に要する時間が短縮できる。また、従来技術のような
放熱量制御用の複数個の軸受ハウジングを製作する必要
がなくなり、コストも大幅に削減できる。
Further, it is preferable that the control means has a supply source for supplying a temperature-controlled fluid to the support portion of the bearing. That is, in the present invention, in a measuring device for measuring the characteristics of a bearing, in order to control the amount of heat radiated from the bearing with high accuracy and ease, a liquid that is a fluid (hereinafter referred to as a cooling liquid for the sake of convenience, but a heating liquid other than cooling is used). Can also be used). The amount of heat radiated from the bearing is circulated by circulating a cooling liquid, the temperature and flow rate of which are controlled by using a temperature controller and a pump as the control means, in a housing (or a spacer) as a support portion for supporting the bearing outer ring. Can be continuously changed steplessly. In other words, it is possible to accurately and easily control the heat radiation amount, and therefore, it is possible to evaluate the thermal characteristics quantitatively considering the heat generation amount of the bearing.
Further, since the amount of heat radiation is controlled by the cooling liquid, it is not necessary to replace the housing for changing the heat radiation area after once assembling the measuring device. Therefore, the time required for assembling / disassembling and testing the measuring device can be shortened. Further, it is not necessary to manufacture a plurality of bearing housings for controlling the amount of heat radiation as in the prior art, and the cost can be reduced significantly.

【0015】しかしながら、前記制御手段は、流体によ
って放熱を制御するものに限らず、前記支持部にペルチ
ェ素子、ヒートパイプ、バンドヒータ、高熱伝導素材、
温度調整用流体を流す配管、オイルバスなどを設けて、
放熱を制御するようにしても良い。
However, the control means is not limited to the one that controls the heat radiation by the fluid, and the support portion may include a Peltier element, a heat pipe, a band heater, a high heat conductive material,
Provide a pipe for flowing the temperature control fluid, an oil bath, etc.
The heat radiation may be controlled.

【0016】又、前記支持部は、その内部に、前記流体
の流路を形成していると好ましい。
Further, it is preferable that the support portion has a flow passage for the fluid formed therein.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図2は、本実施の形態に
かかる測定装置の概略断面図である。図2において、不
図示の駆動モータに対して、トルク変換器111とカッ
プリング112を介して一端を連結された試験軸101
は、ハウジング102に対して、隔置配置された供試軸
受103,104を介して回転自在に支持されている。
一方、供試軸受103,104の間における試験軸10
1には、負荷ブロック107がつり下げられている。負
荷ブロック107と、試験軸101との間には、供試軸
受105,106が配置され、それらを互いに相対回転
自在に支持している。負荷ブロック107は、不図示の
荷重装置により、図2において下方に負荷をかけられて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic sectional view of the measuring device according to the present embodiment. In FIG. 2, a test shaft 101 having one end connected to a drive motor (not shown) via a torque converter 111 and a coupling 112.
Are rotatably supported with respect to the housing 102 via test bearings 103 and 104 that are spaced apart from each other.
On the other hand, the test shaft 10 between the test bearings 103 and 104
1, the load block 107 is suspended. Test bearings 105 and 106 are arranged between the load block 107 and the test shaft 101, and support them so that they can rotate relative to each other. The load block 107 is loaded downward in FIG. 2 by a load device (not shown).

【0018】供試軸受103,104は、その外輪外周
に当接するようにして、ハウジング102との間に、冷
却通路121a、122aを有するリング状の間座12
1,122を配置している、冷却通路121a、122
aは、コネクタCに連通した入口側通路102a、10
2aに連通し、且つコネクタCに連通した出口側通路1
02b、102bに連通している。一方、供試軸受10
5,106は、その外輪外周に当接するようにして、負
荷ブロック107との間に、冷却通路123aを有する
リング状の間座(本発明の支持部:以下同じ)123を
配置している、冷却通路123aは、コネクタCに連通
した入口側通路107aに連通し、且つコネクタCに連
通した出口側通路107bに連通している。
The bearings 103 and 104 to be tested have ring-shaped spacers 12 having cooling passages 121a and 122a between the bearings 103 and 104 so as to abut the outer circumference of the bearings.
Cooling passages 121a, 122 in which 1, 122 are arranged
a is an inlet-side passage 102a, 10 which communicates with the connector C.
Outlet side passage 1 communicating with 2a and also communicating with connector C
It is connected to 02b and 102b. On the other hand, the test bearing 10
5, 106, ring-shaped spacers (supporting portions of the present invention: the same applies hereinafter) 123 having cooling passages 123a are arranged between them and the load block 107 so as to abut the outer circumference of the outer rings. The cooling passage 123a communicates with the inlet-side passage 107a that communicates with the connector C, and also communicates with the outlet-side passage 107b that communicates with the connector C.

【0019】図3は、本実施の形態の測定装置における
冷却系の概略図である。図3において、供給源である冷
却液タンク兼圧送ポンプ130は、配管131を介して
流量計132に接続され、流量計132は、配管133
を介してラインヒータ/クーラ134に接続されてい
る。制御手段であるラインヒータ/クーラ134は、入
口側のコネクタCに接続されている。一方、出口側のコ
ネクタCは、配管135を介して冷却液タンク兼圧送ポ
ンプ130に接続されている。PID制御ユニット13
6は、流量計132から流量信号を入力し、又、熱伝対
Tを用いてコネクタCより入口側及び出口側の冷却液温
を入力し、且つラインヒータ/クーラを調整して、通過
する冷却液の温度を変更できるようになっている。尚、
間座122,23に関しても、同様な冷却系が設けられ
ており、それらの説明は省略する。又、以下において測
定装置の冷却系の説明をするときは、代表して図3の冷
却系を説明するものとする。
FIG. 3 is a schematic diagram of a cooling system in the measuring apparatus of this embodiment. In FIG. 3, a coolant tank / pressure pump 130, which is a supply source, is connected to a flow meter 132 via a pipe 131, and the flow meter 132 is connected to a pipe 133.
It is connected to the line heater / cooler 134 via. The line heater / cooler 134 which is the control means is connected to the connector C on the inlet side. On the other hand, the connector C on the outlet side is connected to the coolant tank / pressure pump 130 via a pipe 135. PID control unit 13
6 inputs the flow rate signal from the flow meter 132, inputs the coolant temperature on the inlet side and the outlet side from the connector C using the thermocouple T, adjusts the line heater / cooler, and passes through. The temperature of the cooling fluid can be changed. still,
A similar cooling system is also provided for the spacers 122 and 23, and a description thereof will be omitted. Further, when the cooling system of the measuring apparatus is described below, the cooling system of FIG. 3 will be described as a representative.

【0020】次に、本実施の形態の測定装置を用いた測
定について説明する。図2において、供試軸受103〜
106の内輪は、トルク変換器111を介して不図示の
モータにより駆動される試験軸101と共に回転する。
供試軸受103〜106のトルク測定は、トルク変換器
111で行う、試験軸101にセットされた内側二つの
供試軸受105,106には、不図示の負荷装置より所
定の荷重が加えられている。
Next, measurement using the measuring apparatus of this embodiment will be described. In FIG. 2, the test bearing 103 to
The inner ring 106 rotates with the test shaft 101 driven by a motor (not shown) via the torque converter 111.
The torque of the test bearings 103 to 106 is measured by the torque converter 111. A predetermined load is applied to the inner two test bearings 105 and 106 set on the test shaft 101 from a load device (not shown). There is.

【0021】この時の反力として、外側二つの供試軸受
103,104にも、所定の荷重が負荷される。供試軸
受103〜106の潤滑は、油浴、強制循環、グリース
などどのような方法でも対応可能である。供試軸受10
3〜106からの放熱量は、各供試軸受103〜106
が設置されるハウジング102内部の間座121,12
2,及び負荷ブロック107内部の間座123に設けた
冷却ジャケット121a、122a、123aに、図3
の冷却液タンク兼圧送ポンプ130から、温度調整され
た冷却液を流入させることで制御する。冷却液の種類
は、例えば水や油など試験に応じて最適なものを用いれ
ば良い。より具体的には、図3に示すように、冷却液タ
ンク兼圧送ポンプ130から、配管131、流量計13
2、配管133、ラインヒータ/クーラ134、入口側
のコネクタCを介して冷却液を間座121の冷却通路1
21a内に流入させる。
As a reaction force at this time, a predetermined load is also applied to the two outer test bearings 103 and 104. Lubrication of the test bearings 103 to 106 can be performed by any method such as oil bath, forced circulation, and grease. Test bearing 10
The amount of heat radiation from 3 to 106 is the same as the test bearings 103 to 106.
Spacers 121, 12 inside the housing 102 in which the
2 and the cooling jackets 121a, 122a, 123a provided on the spacer 123 inside the load block 107.
Control is performed by causing a temperature-controlled cooling liquid to flow from the cooling liquid tank / pressure pump 130 of FIG. As the type of the cooling liquid, for example, water, oil, or the like that is optimum for the test may be used. More specifically, as shown in FIG. 3, from the coolant tank / pressure pump 130 to the pipe 131 and the flow meter 13
2, the pipe 133, the line heater / cooler 134, and the cooling passage 1 of the spacer 121 through the coolant through the connector C on the inlet side.
21a.

【0022】冷却通路121aを通過する間に、間座1
21と熱交換を行った冷却液は、出口側のコネクタC、
配管135を介して冷却液タンク兼圧送ポンプ130に
戻るようになっている。ここで、間座121から冷却液
に放熱した熱量は、2つの熱伝対Tにより測定された温
度差(すなわち冷却通路121aに入ったときの冷却液
の温度と、出たときの冷却液の温度の差)で測定でき
る。
While passing through the cooling passage 121a, the spacer 1
The cooling liquid that has exchanged heat with the cooling liquid 21 is the connector C on the outlet side,
It returns to the coolant tank / pressure pump 130 via a pipe 135. Here, the amount of heat radiated from the spacer 121 to the cooling liquid is the temperature difference measured by the two thermocouples T (that is, the temperature of the cooling liquid when entering the cooling passage 121a and the temperature of the cooling liquid when leaving). It can be measured by the temperature difference.

【0023】すなわち、間座121の入口と出口におけ
る冷却液温度差、及び冷却液流量から冷却液の吸収熱量
が求められる。試験装置を断熱材で台座から断熱するこ
とにより、「冷却液の吸収熱量=外輪側への放熱量」と
見なせる。その結果をPID制御ユニット136でライ
ンヒータ/クーラ134にフィードバックさせること
で、供試軸受外輪側ヘの放熱量を制御することができ
る。軸受温度が定常状態の時には、軸受動トルクと回転
速度から軸受発熱量が測定できるため、この発熱量(=
全放熱量)から外輪側への放熱量を差し引くことによ
り、外輪側以外への放熱量を定量化することができる。
That is, the absorbed heat quantity of the cooling liquid is obtained from the cooling liquid temperature difference between the inlet and the outlet of the spacer 121 and the cooling liquid flow rate. By insulating the test equipment from the pedestal with a heat insulating material, it can be regarded as "amount of absorbed heat of cooling liquid = amount of heat released to the outer ring side". By feeding back the result to the line heater / cooler 134 by the PID control unit 136, the heat radiation amount to the outer ring side of the test bearing can be controlled. When the bearing temperature is in a steady state, the bearing heat generation amount can be measured from the bearing dynamic torque and rotation speed.
By subtracting the heat radiation amount to the outer ring side from the total heat radiation amount), the heat radiation amount to other than the outer ring side can be quantified.

【0024】同様にして、例えば強制循環給油の際の潤
滑油の軸受入口/出口温度、及び油量を測定することに
より、潤滑油への放熱量を定量的に測定できる。このよ
うにすれば、軸受発熱量(=全放熱量)から外輪側放熱
量と潤滑油への放熱量を差し引くことにより、内輪側
(軸)ヘの放熱量をも定量化することが可能である。当
然、内輪側に冷却ジャケットを設けて冷却液の入口/出
口温度と流量を測定することにより直接内輪側の放熱量
を制御することも可能である。
Similarly, the amount of heat radiated to the lubricating oil can be quantitatively measured by, for example, measuring the bearing inlet / outlet temperature of the lubricating oil and the oil amount during forced circulation oil supply. By doing this, it is possible to quantify the heat radiation amount to the inner ring side (shaft) by subtracting the heat radiation amount on the outer ring side and the heat radiation amount to the lubricating oil from the heat generation amount (= total heat radiation amount) of the bearing. is there. Of course, it is also possible to directly control the heat radiation amount on the inner ring side by providing a cooling jacket on the inner ring side and measuring the inlet / outlet temperature and the flow rate of the cooling liquid.

【0025】図4は、冷却系の制御を示すフローチャー
トである。ここで、供試軸受103〜106が、所定の
荷重条件で動作している場合、ハウジング102又は負
荷ブロック107の温度上昇が50℃になるとき、単位
面積当たりの放熱量qrが、例えば20kW/mとな
ることが予め判っているものとする。かかる場合、供試
軸受103〜106の温度が70℃になるように制御す
ることを考える。
FIG. 4 is a flow chart showing the control of the cooling system. Here, when the test bearings 103 to 106 are operating under a predetermined load condition, when the temperature rise of the housing 102 or the load block 107 reaches 50 ° C., the heat radiation amount qr per unit area is, for example, 20 kW / It is assumed that m 2 will be obtained in advance. In such a case, it is considered to control the temperature of the test bearings 103 to 106 to 70 ° C.

【0026】まず、ステップS101で、初期値とし
て、試験軸101の最初の回転速度をN=1000回
転毎分(rpm)と設定し、又回転速度の初期変化量を
dN=1000回転毎分と設定する。続くステップS
102において、試験軸101を、1000回転毎分で
動作させて、軸受温度ΔTbrgが定常状態(すなわち
温度変化量が±0.1℃以内)になるまで待つ。
First, in step S101, as an initial value, the initial rotation speed of the test shaft 101 is set to N 0 = 1000 rotations per minute (rpm), and the initial change amount of the rotation speed is set to dN 0 = 1000 rotations. Set as minutes. Continuing step S
At 102, the test shaft 101 is operated at 1000 revolutions per minute and waits until the bearing temperature ΔT brg reaches a steady state (that is, the temperature change amount is within ± 0.1 ° C.).

【0027】このときステップS103で、比放熱量q
が20kW/mを超えていないと判断されれば、ス
テップS102に戻り、試験軸101の毎分回転数を、
1000回転増大させ、すなわち2000回転毎分で動
作させて、軸受温度ΔTbr が定常状態(すなわち温
度変化量が±0.1℃以内)になるまで待つ。
At this time, in step S103, the specific heat radiation amount q
If it is determined that r does not exceed 20 kW / m 2 , the process returns to step S102, and the revolutions per minute of the test shaft 101 is changed to
The rotation speed is increased by 1000 rpm, that is, the motor is operated at 2000 rpm, and the bearing temperature ΔT br g is waited until it reaches a steady state (that is, the temperature change amount is within ± 0.1 ° C.).

【0028】同様にしてステップS103で、比放熱量
が20kW/mを超えていないと判断されれば、
ステップS102に戻り、試験軸101の毎分回転数
を、1000回転増大させ、すなわち3000回転毎分
で動作させて、軸受温度ΔT rgが定常状態(すなわ
ち温度変化量が±0.1℃以内)になるまで待つ。
Similarly, if it is determined in step S103 that the specific heat radiation amount q r does not exceed 20 kW / m 2 ,
Returning to step S102, the number of revolutions per minute of the test shaft 101 is increased by 1000 revolutions, that is, the test shaft 101 is operated at 3000 revolutions per minute, and the bearing temperature ΔT b rg is in a steady state (that is, the temperature change amount is within ± 0.1 ° C.). ) Until.

【0029】このようにして、例えば試験軸101の毎
分回転数が8000回転になったとき、ステップS10
3で、比放熱量qが20kW/mを超えたと判断さ
れれば、ステップS104に進み、比放熱量qが20
kW/mを大きく超えていると判断される場合には、
試験軸101の毎分回転数を、100回転減少させ、す
なわち7900回転毎分で動作させて、ステップS10
2に戻り、軸受温度ΔTbrgが定常状態(すなわち温
度変化量が±0.1℃以内)になるまで待つ。
In this way, for example, when the number of revolutions per minute of the test shaft 101 reaches 8,000 revolutions, step S10
If it is determined in 3 that the specific heat radiation amount q r exceeds 20 kW / m 2 , the process proceeds to step S104, and the specific heat radiation amount q r is 20
If it is determined that the power consumption exceeds kW / m 2 ,
The rotation speed of the test shaft 101 is decreased by 100 rotations per minute, that is, the test shaft 101 is operated at 7900 rotations per minute, and step S10 is performed.
Return to 2 and wait until the bearing temperature ΔT brg reaches a steady state (that is, the temperature change amount is within ± 0.1 ° C.).

【0030】更に、ステップS103で、比放熱量q
が20kW/mを超えたと判断されれ、且つステップ
S104で、比放熱量qが20kW/mを大きく超
えていると判断される場合には、試験軸101の毎分回
転数を、更に100回転減少させ、すなわち7800回
転毎分で動作させて、ステップS102に戻り、軸受温
度ΔTbrgが定常状態(すなわち温度変化量が±0.
1℃以内)になるまで待つ。
Further, in step S103, the specific heat radiation amount q r
Is determined to exceed 20 kW / m 2 and the specific heat radiation amount q r is determined to greatly exceed 20 kW / m 2 in step S104, the rotational speed of the test shaft 101 per minute is It is further reduced by 100 rotations, that is, it is operated at 7800 rotations per minute, the process returns to step S102, and the bearing temperature ΔT brg is in a steady state (that is, the temperature variation is ± 0.
Wait until the temperature is within 1 ° C).

【0031】このように試験軸101の毎分回転数を上
下させることで、ステップS104で、比放熱量q
20kW/mに等しいか、わずかな量(ε)以内で超
えたと判断されれば、制御は終了する。
By increasing or decreasing the number of revolutions per minute of the test shaft 101 in this manner, it is determined in step S104 that the specific heat radiation amount q r is equal to 20 kW / m 2 or has exceeded within a slight amount (ε). If so, the control ends.

【0032】図5は、第2の実施の形態にかかる測定装
置における冷却系の概略図である。図5において、冷却
液タンク兼圧送ポンプ230は、配管131を介して流
量計132に接続され、流量計132は、配管134を
介して、入口側のコネクタCに接続されている。一方、
出口側のコネクタCは、配管135を介して冷却液タン
ク兼圧送ポンプ230に接続されている。熱交換器兼圧
送ポンプ230に接続された制御手段である温度制御装
置236は、冷却液タンク兼圧送ポンプ230から間座
121に供給される冷却液の温度を制御するように機能
するものであり、例えば、上市されている関東精機株式
会社製オイルマチックシリーズを用いることが出来る。
温度温制御装置236の代わりに、ラインヒータ/クー
ラ(上述の図3参照)を使用しても構わない。また、温
度制御装置236の容量不足により、冷却液温度制御に
支障をきたす場合には、ラインヒータ/クーラを温度制
御装置236と併用することで、制御を迅速に行うこと
ができる。
FIG. 5 is a schematic diagram of a cooling system in the measuring apparatus according to the second embodiment. In FIG. 5, the cooling liquid tank / pressure pump 230 is connected to the flow meter 132 via the pipe 131, and the flow meter 132 is connected to the inlet-side connector C via the pipe 134. on the other hand,
The connector C on the outlet side is connected to the coolant tank / pressure pump 230 via a pipe 135. The temperature control device 236, which is a control means connected to the heat exchanger / pressure pump 230, functions to control the temperature of the coolant supplied from the coolant tank / pressure pump 230 to the spacer 121. For example, the oilmatic series manufactured by Kanto Seiki Co., Ltd. on the market can be used.
A line heater / cooler (see FIG. 3 above) may be used instead of the temperature / temperature control device 236. Further, when the cooling liquid temperature control is hindered due to insufficient capacity of the temperature control device 236, the line heater / cooler may be used in combination with the temperature control device 236 to perform the control quickly.

【0033】図6は、第3の実施の形態にかかる測定装
置における冷却系の概略図である。図6において、冷却
液タンク兼圧送ポンプ230は、配管131を介して流
量計132に接続され、流量計132は、配管134を
介して、入口側のコネクタCに接続されている。一方、
出口側のコネクタCは、配管135を介して冷却液タン
ク兼圧送ポンプ230に接続されている。冷却タンク兼
圧送ポンプ230に接続された制御手段である温度制御
装置236は、冷却液タンク兼圧送ポンプ230から間
座121に供給される冷却液の温度を制御するように機
能するものであり、熱電対Tからの信号を受けるPID
制御ユニット136により制御されるようになってい
る。
FIG. 6 is a schematic diagram of a cooling system in the measuring apparatus according to the third embodiment. In FIG. 6, the coolant tank / pressure pump 230 is connected to a flow meter 132 via a pipe 131, and the flow meter 132 is connected to a connector C on the inlet side via a pipe 134. on the other hand,
The connector C on the outlet side is connected to the coolant tank / pressure pump 230 via a pipe 135. The temperature control device 236, which is a control unit connected to the cooling tank / pressure feeding pump 230, functions to control the temperature of the cooling liquid supplied from the cooling liquid tank / pressure feeding pump 230 to the spacer 121. PID receiving signal from thermocouple T
It is controlled by the control unit 136.

【0034】本実施の形態では、直接軸受外輪に熱電対
Tを接触させ、その軸受温度をモニターすることによ
り、PID制御ユニット136において「軸受温度=目
標温度」を満足する放熱条件を高精度に且つより容易に
決定することができる。図6では、図4と同様に市販の
温度制御装置236を用いる例を示したが、温度制御装
置の代わりにラインヒータ/クーラ(上述の図3参照)
を用いても良く、また、両者を併用しても構わない。目
標温度は、例えば軸受の焼付の危険性がある温度に設定
するとか、材料の焼き戻し温度に設定するなどして、軸
受の放熱条件を一定にした上で、これらの温度に到達す
る回転速度や荷重条件を求めれば、より高機能の軸受開
発(すなわち温度上昇しにくい軸受開発)を行うことが
できる。この目標温度は、軸受性能を決定づける意味の
ある温度であればどのような温度でも構わない。上記の
例では軸受温度として外輪温度を検出しているが、スリ
ップリングを使用することにより内輪温度を検出しても
良い。
In the present embodiment, the thermocouple T is brought into direct contact with the bearing outer ring and the bearing temperature is monitored, so that the PID control unit 136 accurately determines the heat radiation condition satisfying "bearing temperature = target temperature". And it can be determined more easily. Although FIG. 6 shows an example in which a commercially available temperature control device 236 is used as in FIG. 4, a line heater / cooler is used instead of the temperature control device (see FIG. 3 described above).
May be used, or both may be used in combination. The target temperature is set to a temperature at which there is a risk of seizure of the bearing, or is set to the tempering temperature of the material to keep the heat dissipation conditions of the bearing constant, and then the rotational speed to reach these temperatures. By obtaining the load conditions and the load conditions, it is possible to develop bearings with higher functions (that is, bearings that are less likely to rise in temperature). The target temperature may be any temperature as long as it has a meaning that determines the bearing performance. Although the outer ring temperature is detected as the bearing temperature in the above example, the inner ring temperature may be detected by using a slip ring.

【0035】図7は、上述した実施の形態に適用可能な
間座を示す図であり、図7(a)は、間座の正面断面
図、図7(b)は、図7(a)の間座をVII-VII線で切
断して矢印方向に見た図である。図7に示す間座121
は、周方向に溝121aを設けた円環部121Aと、O
リング121B、上蓋121Cと、複数本のボルト12
1Dとから構成されている。円環部121Aの側面(図
7(a)で上面)には、冷却液の出入り口121bが設
けてある。円環部121Aのシール溝121dに、冷却
液漏洩防止用のOリング121Bを取り付け、ボルト1
21Dにて上蓋121Cと円環部121Aとを固定する
ことにより、溝121aと上蓋121Cとで囲われる空
間を流れる冷却液が流れる冷却液ジャケットが形成さ
れ、かかる冷却液と内壁との間で熱交換が行われるよう
になっている。
FIG. 7 is a diagram showing a spacer applicable to the above-described embodiment, FIG. 7 (a) is a front sectional view of the spacer, and FIG. 7 (b) is FIG. 7 (a). It is the figure which cut | disconnected the spacer to the VII-VII line and looked at in the arrow direction. The spacer 121 shown in FIG.
Is an annular portion 121A provided with a groove 121a in the circumferential direction, and O
Ring 121B, upper lid 121C, and a plurality of bolts 12
1D and. A coolant inlet / outlet 121b is provided on a side surface (upper surface in FIG. 7A) of the annular portion 121A. Attach an O-ring 121B for preventing coolant leakage to the seal groove 121d of the annular portion 121A, and attach the bolt 1
By fixing the upper lid 121C and the annular portion 121A at 21D, a cooling liquid jacket in which the cooling liquid flowing in the space surrounded by the groove 121a and the upper lid 121C flows is formed, and heat is generated between the cooling liquid and the inner wall. It is supposed to be exchanged.

【0036】図8は、変形例にかかる間座を示す図であ
り、図8(a)は、間座の正面断面図、図8(b)は、
図8(a)の間座をVIII-VIII線で切断して矢印方向に
見た図である。図8に示す間座121’は、図7に示す
間座121に対して、上蓋121C’の形状のみが異な
っている。すなわち、上蓋121C’は、円環部121
Aの溝121aに対向して、6本のフィン121fを形
成している。フィン121fは、半径の異なる短円管状
をなしている。このように、上蓋121C’にフィン1
21fを形成することで、溝121aと上蓋121C’
とで囲われる空間を流れる冷却液が接する表面積が大き
くなり、より効率的に熱交換を行うことができる。フィ
ン121fの形状や方向、材質は任意に設定でき、フィ
ン121fを設ける部位も自由に選択できる。
FIG. 8 is a diagram showing a spacer according to a modification, FIG. 8 (a) is a front sectional view of the spacer, and FIG. 8 (b) is a sectional view.
It is the figure which saw the spacer of FIG.8 (a) by the VIII-VIII line, and was seen in the arrow direction. The spacer 121 'shown in FIG. 8 differs from the spacer 121 shown in FIG. 7 only in the shape of the upper lid 121C'. That is, the upper lid 121C 'has the annular portion 121
Six fins 121f are formed facing the groove 121a of A. The fins 121f are in the shape of short tubes having different radii. In this way, the fins 1 are attached to the upper lid 121C '.
By forming 21f, the groove 121a and the upper lid 121C '
The surface area in contact with the cooling liquid flowing in the space surrounded by and becomes large, and heat exchange can be performed more efficiently. The shape, direction, and material of the fin 121f can be set arbitrarily, and the site where the fin 121f is provided can be freely selected.

【0037】図9は、別な変形例にかかる間座を示す斜
視図である。図9において、環状の間座221は、軸線
方向に貫通する貫通孔221aを同一ピッチ円上に13
本形成しており、1カ所を除き、隣接する貫通孔221
aの端部同士を、軸線方向両側で交互となるように連結
する長孔状の浅溝221bが設けられている。従って、
間座221の両端面(ただし、冷却液入口221cおよ
び出口221dは除く)を平板(不図示)で挟むこと
で、平板と間座221で構成される循環経路が形成され
る。かかる循環経路内に、矢印に示す方向に冷却液を流
すことで、内側に嵌合する軸受(不図示)からの放熱量
を制御することができる。かかる間座221を用いるこ
とにより、フィンなどを形成させる方法に比べて、低コ
ストに放熱面積を拡大できて、容易に放熱量を効率よく
制御できる。尚、本発明は以上の実施の形態に関わら
ず、冷却液の吸熱面積が増加できる方法であればどのよ
うなものでも良い。
FIG. 9 is a perspective view showing a spacer according to another modification. In FIG. 9, the annular spacer 221 has through holes 221a penetrating in the axial direction in the same pitch circle.
Through-holes 221 that are formed and are adjacent to each other except for one place
A long-hole-shaped shallow groove 221b that connects the ends of a so as to alternate on both sides in the axial direction is provided. Therefore,
By sandwiching both end surfaces of the spacer 221 (excluding the cooling liquid inlet 221c and the outlet 221d) with a flat plate (not shown), a circulation path constituted by the flat plate and the spacer 221 is formed. By flowing the cooling liquid in the direction indicated by the arrow in the circulation path, the amount of heat radiation from the bearing (not shown) fitted inside can be controlled. By using the spacer 221 as compared with the method of forming the fin or the like, the heat radiation area can be expanded at low cost, and the heat radiation amount can be easily and efficiently controlled. It should be noted that the present invention may be applied to any method as long as it can increase the heat absorption area of the cooling liquid regardless of the above embodiment.

【0038】以下の実施の形態は、放熱量制御のための
冷却構造の変形例である。各変形例は、図2に示す試験
装置の両側及び中央のどちらのハウジングにも適用可能
なため、以下では中央のハウジングを例に説明する。以
下の変形例は上記の制御例のいずれにも適用することが
可能である。
The following embodiment is a modification of the cooling structure for controlling the heat radiation amount. Since each modification can be applied to both housings on both sides and the center of the test apparatus shown in FIG. 2, the center housing will be described below as an example. The following modified examples can be applied to any of the above control examples.

【0039】図10は、ペルチェモジュールを用いてハ
ウジングの放熱量を制御する冷却構造の一部断面図であ
る。供試軸受105,106を保持するハウジング32
3表面にペルチェモジュール320を配設し、これに直
流電流を供給することにより生じる冷却効果(例えばP
型半導体と金属とを接触させて、電流を通電することに
より接触部に電位差を生じさせ、半導体側から金属側ヘ
電流を通電することにより、接合部での熱の吸収を生じ
させる)によって、直接ハウジング323を冷却するこ
とができる。ぺルチェモジュール320は、電流および
それを構成するチップ(半導体)の数に比例して冷却効
果を示すため、通電する電流の値によって放熱量を制御
する。ハウジング323表面を一枚のぺルチェモジュー
ル320で被覆できないときは、いくつかのぺルチェモ
ジュール320を組み合わせてハウジング323表面を
覆うことで、効率的に放熱量を制御することができる。
FIG. 10 is a partial sectional view of a cooling structure for controlling the heat radiation amount of the housing by using the Peltier module. Housing 32 for holding the test bearings 105, 106
3 Peltier module 320 is arranged on the surface and a cooling effect (for example, P
Type semiconductor and metal are brought into contact with each other, and a current is applied to generate a potential difference in the contact part, and a current is applied from the semiconductor side to the metal side to generate heat absorption at the bonding part), The housing 323 can be cooled directly. Since the Peltier module 320 exhibits a cooling effect in proportion to the current and the number of chips (semiconductors) forming the Peltier module 320, the amount of heat radiation is controlled by the value of the current to be applied. When the surface of the housing 323 cannot be covered with one Peltier module 320, the heat dissipation amount can be efficiently controlled by covering the surface of the housing 323 by combining several Peltier modules 320.

【0040】図11は、ヒートパイプと放熱フィンとを
用いてハウジングの放熱量を制御する冷却構造の一部断
面図である。図11において、供試軸受105,106
を保持するハウジング423の外周近傍にヒートパイプ
421を組み込み、ヒートパイプ421の一部をハウジ
ング423から突出きせ、その突出部に放熱フィン42
2を設けている。このヒートパイプ421によりハウジ
ング423内部の熱は、放熱フィン422へと熱輸送さ
れ、放熱フィン422を強制空冷することによりハウジ
ング423を冷却することができる。放熱量制御は、空
冷の強弱により行うが、この部分に液冷ジャケットを設
けて冷却液で冷却することも可能である。このようにす
ると、供試軸受105,106の外輪外周に冷却ジャケ
ットを設ける必要がなくなるため、試験装置の軸受周囲
の構造が簡素になり、軸受の分解組立性が向上するとい
う利点がある。放熱フィン422は、ハウジング423
の両端に突出していても構わない。ヒートパイプ421
は、ハウジング423の周上に複数配置可能であり、そ
れにより放熱効果は更に増大する。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a cooling structure for controlling the heat radiation amount of the housing by using a heat pipe and heat radiation fins. In FIG. 11, the test bearings 105 and 106
The heat pipe 421 is installed in the vicinity of the outer periphery of the housing 423 that holds the heat pipe 421, and a part of the heat pipe 421 is projected from the housing 423.
2 is provided. The heat inside the housing 423 is transferred to the radiating fins 422 by the heat pipe 421, and the housing 423 can be cooled by forcibly cooling the radiating fins 422 with air. The amount of heat radiation is controlled by the strength of air cooling, but it is also possible to provide a liquid cooling jacket in this portion and cool with a cooling liquid. This eliminates the need to provide a cooling jacket around the outer races of the test bearings 105 and 106, and thus has the advantage of simplifying the structure around the bearing of the test apparatus and improving the disassembly and assembly of the bearing. The radiation fin 422 is provided in the housing 423.
It may be projected at both ends of. Heat pipe 421
Can be arranged on the circumference of the housing 423, thereby further increasing the heat dissipation effect.

【0041】図12は、バンドヒータを用いてハウジン
グの放熱量を制御する冷却構造の一部断面図である。図
12において、バンドヒータ521は、図示しない定電
圧電源から電流を供給することにより、任意の温度に設
定することが可能である。このバンドヒータ521をハ
ウジング523表面に貼り付け、温度を制御することに
より、ハウジング523からの放熱量を制御している。
かかる冷却構造は、ハウジング523が冷えすぎた場合
に、迅速に昇温させるのに効果があり、従って、上述し
た冷却ジャケットと合わせて設けるのが好ましい。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view of a cooling structure for controlling the heat radiation amount of the housing by using a band heater. In FIG. 12, the band heater 521 can be set to an arbitrary temperature by supplying a current from a constant voltage power source (not shown). The band heater 521 is attached to the surface of the housing 523 and the temperature is controlled to control the amount of heat radiation from the housing 523.
Such a cooling structure is effective in rapidly raising the temperature when the housing 523 is too cold, and therefore, it is preferable to provide the cooling structure together with the above-mentioned cooling jacket.

【0042】図13は、高熱伝導材を用いてハウジング
の放熱量を制御する冷却構造の一部断面図である。図1
3において、供試軸受105,106を保持するハウジ
ング623に使用されている材料よりも高い熱伝導率を
有する材料621を、ハウジング623表面に貼り付
け、放熱効果を向上させた例である。高熱伝導率材62
1には例えば銅、金、銀、などがあるが、鋼よりも熱伝
導率が高ければどのような材料でも効果はある。貼り付
ける高熱伝導率材料621の形状を工夫することで、放
熱面積を大きくすれば冷却効果は向上する。例えば、図
13に示すように、高熱伝導材621にフィン621a
をつけることで、放熱面積を増加させることができる。
冷却は強制空冷で行うが、高熱伝導材621を覆う冷却
ジャケットを設ければ液冷で冷却することも可能であ
る。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view of a cooling structure for controlling the heat radiation amount of the housing using a high thermal conductive material. Figure 1
3 is an example in which a material 621 having a higher thermal conductivity than the material used for the housing 623 holding the test bearings 105 and 106 is attached to the surface of the housing 623 to improve the heat dissipation effect. High thermal conductivity material 62
1 includes, for example, copper, gold, silver, etc., but any material having a higher thermal conductivity than steel is effective. By devising the shape of the high thermal conductivity material 621 to be attached, the cooling effect can be improved by increasing the heat radiation area. For example, as shown in FIG. 13, a fin 621a is formed on the high thermal conductive material 621.
By attaching, the heat radiation area can be increased.
Cooling is performed by forced air cooling, but liquid cooling is also possible by providing a cooling jacket that covers the high thermal conductive material 621.

【0043】図14は、冷却用配管を巻き付けてハウジ
ングの放熱量を制御する冷却構造の一部断面図である。
図14において、ハウジング723の表面に冷却用配管
721を巻きつけている。ハウジング723の放熱量制
御は、冷却用配管721内を循環する冷却液の液温、流
量を変化させて行う。冷却用配管721に、図13の冷
却構造に関連して述べた高熱伝導率材を使用することに
より、放熱効果を更に向上できる。冷却用配管721の
形状や材料については間わないが、当然、できるだけハ
ウジング723に長い距離の配管が接するようにして、
熱伝導面積を増加させることが望ましい。かかる冷却用
配管を721を、図13に示す冷却構造に巻きつけても
効果がある。
FIG. 14 is a partial sectional view of a cooling structure in which a cooling pipe is wound to control the amount of heat radiation of the housing.
In FIG. 14, a cooling pipe 721 is wound around the surface of the housing 723. The heat radiation amount control of the housing 723 is performed by changing the liquid temperature and flow rate of the cooling liquid circulating in the cooling pipe 721. By using the high thermal conductivity material described in connection with the cooling structure of FIG. 13 for the cooling pipe 721, the heat radiation effect can be further improved. It does not matter about the shape or material of the cooling pipe 721, but it goes without saying that the pipe of a long distance is in contact with the housing 723 as much as possible.
It is desirable to increase the heat transfer area. It is also effective to wind the cooling pipe 721 around the cooling structure shown in FIG.

【0044】図15は、オイルバスを用いてハウジング
の放熱量を制御する冷却構造の一部断面図である。図1
5において、オイルバス821内に貯留された冷却液L
Cの温度及び量を制御することで、定盤上に設置したハ
ウジング823の放熱量を制御することができる。ま
た、オイルバス821内の冷却液LCを循環させること
により、ハウジング823の放熱量をより効率的に制御
することも可能である。オイルバス821の形状、材料
については問わない。
FIG. 15 is a partial sectional view of a cooling structure for controlling the heat radiation amount of the housing using an oil bath. Figure 1
5, the cooling liquid L stored in the oil bath 821
By controlling the temperature and amount of C, the heat radiation amount of the housing 823 installed on the surface plate can be controlled. Further, by circulating the cooling liquid LC in the oil bath 821, it is possible to control the heat radiation amount of the housing 823 more efficiently. The shape and material of the oil bath 821 do not matter.

【0045】上記の各冷却構造では、ハウジング側に冷
却構造を設ける実施例を示したが、試験軸101に液体
を供給できる構造(例えば、(株)光洋油圧製ロータリ
ージョイントなど)を設ければ、各冷却構造と同様な形
態を、試験軸101に設けることで、内輪側の放熱量を
制御することも可能である。ここでは、主にラジアル軸
受の場合について記したが、当然スラスト軸受について
も同様の効果がある。
In each of the above cooling structures, an example in which a cooling structure is provided on the housing side has been shown, but if a structure capable of supplying liquid to the test shaft 101 (for example, a rotary joint manufactured by Koyo Hydraulics Co., Ltd.) is provided. It is also possible to control the heat radiation amount on the inner ring side by providing the test shaft 101 with a form similar to each cooling structure. Here, the case of the radial bearing is mainly described, but naturally the same effect is obtained also in the thrust bearing.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によると、動トルク測定試験装置
において軸受からの放熱量を制御するために、温度、流
量を調節した冷却液を用いることにより、軸受を保持す
るハウジングからの放熱量を、高精度かつ容易に制御す
ることができる。これにより、転がり軸受の発熱量を定
量的に考慮した高精度の熱的特性評価が可能である。放
熱量を冷却液で制御するため、一度試験装置を組んだ
後、放熱面積を変化させるためのハウジング交換が必要
なくなる。そのため試験装置の組立・分解および試験に
要する時間が短縮できる。また、従来例のような放熱量
制御用に複数個のハウジングを製作する必要がなくな
り、コストも大幅に削減できる。
According to the present invention, in order to control the heat radiation amount from the bearing in the dynamic torque measuring and testing apparatus, the heat radiation amount from the housing holding the bearing is controlled by using the cooling liquid whose temperature and flow rate are adjusted. Can be controlled with high precision and ease. As a result, it is possible to evaluate the thermal characteristics with high accuracy by quantitatively considering the heat generation amount of the rolling bearing. Since the amount of heat radiation is controlled by the cooling liquid, it is not necessary to replace the housing to change the heat radiation area once the test device is assembled. Therefore, the time required for assembling / disassembling and testing the test device can be shortened. Further, unlike the conventional example, it is not necessary to manufacture a plurality of housings for controlling the amount of heat radiation, and the cost can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】放熱量制御を目的とした軸受動トルク試験機の
従来例を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a conventional example of a bearing dynamic torque tester for the purpose of controlling heat radiation.

【図2】本実施の形態にかかる測定装置の概略断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a measuring device according to the present embodiment.

【図3】本実施の形態の測定装置における冷却系の概略
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a cooling system in the measuring device according to the present embodiment.

【図4】冷却系の制御を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing control of a cooling system.

【図5】第2の実施の形態にかかる測定装置における冷
却系の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a cooling system in the measuring apparatus according to the second embodiment.

【図6】第3の実施の形態にかかる測定装置における冷
却系の概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a cooling system in the measuring apparatus according to the third embodiment.

【図7】上述した実施の形態に適用可能な間座を示す図
であり、図7(a)は、間座の正面断面図、図7(b)
は、図7(a)の間座をVII-VII線で切断して矢印方向
に見た図である。
FIG. 7 is a diagram showing a spacer applicable to the above-described embodiment, FIG. 7 (a) is a front sectional view of the spacer, and FIG.
[Fig. 7] is a view of the spacer of Fig. 7 (a) taken along line VII-VII and viewed in the direction of the arrow.

【図8】変形例にかかる間座を示す図であり、図8
(a)は、間座の正面断面図、図8(b)は、図8
(a)の間座をVIII-VIII線で切断して矢印方向に見た
図である。
8 is a diagram showing a spacer according to a modified example, and FIG.
FIG. 8A is a front sectional view of the spacer, and FIG.
It is the figure which cut | disconnected the spacer of (a) by the VIII-VIII line, and was seen in the arrow direction.

【図9】別な変形例にかかる間座を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a spacer according to another modification.

【図10】ペルチェモジュールを用いてハウジングの放
熱量を制御する冷却構造の一部断面図である。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a cooling structure that controls a heat radiation amount of a housing using a Peltier module.

【図11】ヒートパイプと放熱フィンとを用いてハウジ
ングの放熱量を制御する冷却構造の一部断面図である。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a cooling structure that controls a heat radiation amount of a housing by using a heat pipe and heat radiation fins.

【図12】バンドヒータを用いてハウジングの放熱量を
制御する冷却構造の一部断面図である。
FIG. 12 is a partial cross-sectional view of a cooling structure that controls a heat radiation amount of a housing using a band heater.

【図13】高熱伝導材を用いてハウジングの放熱量を制
御する冷却構造の一部断面図である。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view of a cooling structure that controls a heat radiation amount of a housing by using a high thermal conductive material.

【図14】冷却用配管を巻き付けてハウジングの放熱量
を制御する冷却構造の一部断面図である。
FIG. 14 is a partial cross-sectional view of a cooling structure in which a cooling pipe is wound to control the heat radiation amount of the housing.

【図15】オイルバスを用いてハウジングの放熱量を制
御する冷却構造の一部断面図である。
FIG. 15 is a partial cross-sectional view of a cooling structure that controls the heat radiation amount of the housing using an oil bath.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 試験軸 103,104,105,106 供試軸受 121,221,321 間座 134 ラインヒータ/クーラ 136 PID制御ユニット 101 test axis 103, 104, 105, 106 Test bearings 121,221,321 134 Line heater / cooler 136 PID control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F16C 37/00 F16C 37/00 B (72)発明者 坂口 和利 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 下村 祐二 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 迫田 裕成 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 Fターム(参考) 2F056 YF02 YF06 2G024 AC01 BA11 CA17 DA16 3J017 EA02 FA01 GA01 3J101 AA01 AA32 FA22 GA60 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // F16C 37/00 F16C 37/00 B (72) Inventor Kazutoshi Sakaguchi Kamei Kugenuma, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture No. 5-50 NSK Ltd. (72) Inventor Yuji Shimomura 1-5-50 Kumei Kugenuma, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture No. 50 NIPPON SEIKO CO., LTD. (72) Hironari Sakoda 1-5, Shinmei Kugenuma, Fujisawa, Kanagawa No. 50 F-term within NSK Ltd. (reference) 2F056 YF02 YF06 2G024 AC01 BA11 CA17 DA16 3J017 EA02 FA01 GA01 3J101 AA01 AA32 FA22 GA60

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 転がり軸受の動特性を測定する測定装置
において、軸受を動作させながら、軸受の放熱量を制御
する制御手段を設けたことを特徴とする転がり軸受の動
特性測定装置。
1. A dynamic characteristic measuring device for a rolling bearing, comprising: a measuring device for measuring a dynamic characteristic of a rolling bearing; and a control means for controlling a heat radiation amount of the bearing while operating the bearing.
【請求項2】 前記制御手段は、前記転がり軸受の支持
部に、温度調整された流体を供給する供給源を有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受の動特性測
定装置。
2. The dynamic characteristic measuring device for a rolling bearing according to claim 1, wherein the control means has a supply source for supplying a temperature-controlled fluid to the support portion of the rolling bearing.
【請求項3】 前記支持部は、その内部に、前記流体の
流路を形成していることを特徴とする請求項2に記載の
転がり軸受の動特性測定装置。
3. The dynamic characteristic measuring device for a rolling bearing according to claim 2, wherein the support portion has a passage for the fluid formed therein.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1992829A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-19 Fibro GmbH Method for adjusting the initial tension of a ball bearing, ball bearing unit with adjustable initial tension and rotary table and spindle with corresponding ball bearing unit
WO2013014895A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 日本精工株式会社 Ball screw bearing device
WO2014115544A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 日本精工株式会社 Ball screw device
CN104165190A (en) * 2013-05-16 2014-11-26 苏州宝时得电动工具有限公司 Bearing seat and multifunctional machine comprising the bearing seat
JP2017145724A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 株式会社豊田自動織機 Motor compressor
JP2017187451A (en) * 2016-04-08 2017-10-12 株式会社デンソー Monitoring device
JP2021071429A (en) * 2019-11-01 2021-05-06 シンフォニアテクノロジー株式会社 Rotation testing device
EP4020774A1 (en) * 2020-12-25 2022-06-29 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Motor rotor, motor, and vehicle
CN117825049A (en) * 2024-03-04 2024-04-05 季华实验室 Method and system for testing performance of hydrated lubrication stern bearing

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1992829A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-19 Fibro GmbH Method for adjusting the initial tension of a ball bearing, ball bearing unit with adjustable initial tension and rotary table and spindle with corresponding ball bearing unit
JPWO2013014895A1 (en) * 2011-07-26 2015-02-23 日本精工株式会社 Ball screw bearing device
WO2013014895A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 日本精工株式会社 Ball screw bearing device
CN103703281A (en) * 2011-07-26 2014-04-02 日本精工株式会社 Ball screw bearing device
TWI551793B (en) * 2013-01-25 2016-10-01 Nsk Ltd Ball screw device
CN104114912A (en) * 2013-01-25 2014-10-22 日本精工株式会社 Ball screw device
JP5804191B2 (en) * 2013-01-25 2015-11-04 日本精工株式会社 Ball screw device
WO2014115544A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 日本精工株式会社 Ball screw device
CN104165190A (en) * 2013-05-16 2014-11-26 苏州宝时得电动工具有限公司 Bearing seat and multifunctional machine comprising the bearing seat
JP2017145724A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 株式会社豊田自動織機 Motor compressor
JP2017187451A (en) * 2016-04-08 2017-10-12 株式会社デンソー Monitoring device
JP2021071429A (en) * 2019-11-01 2021-05-06 シンフォニアテクノロジー株式会社 Rotation testing device
JP7376778B2 (en) 2019-11-01 2023-11-09 シンフォニアテクノロジー株式会社 Rotating test equipment
EP4020774A1 (en) * 2020-12-25 2022-06-29 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Motor rotor, motor, and vehicle
US11863029B2 (en) 2020-12-25 2024-01-02 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Motor rotor, motor, and vehicle
CN117825049A (en) * 2024-03-04 2024-04-05 季华实验室 Method and system for testing performance of hydrated lubrication stern bearing
CN117825049B (en) * 2024-03-04 2024-05-07 季华实验室 Method and system for testing performance of hydrated lubrication stern bearing

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